智能家居系統(tǒng)數(shù)字顯示終端設(shè)計方案

2 數(shù)字顯示終端的實現(xiàn)

　　數(shù)字顯示終端處理器選用LPC1758.LPC1758是一款基于ARM Cortex-M3 內(nèi)核的處理器， 集成了USB2.0 功能， 包括USB 主機、USB 從機和USBOTG, 擁有512 KB 的Flash 和64 KB 的SRAM.無線模塊選用的是ZICM2410P0-1 模塊。顯示模塊選用DMT32240T035_01WN 模塊。數(shù)據(jù)存儲模塊選用4 GB 的Flash 存儲器， 也可升級為16 GB 的存儲空間。因處理器已集成OTG 功能， 所以由處理器和USB 收發(fā)器芯片ISP1302 共同組成數(shù)據(jù)傳輸結(jié)論。

　　導(dǎo)航鍵具有上下左右導(dǎo)航和選擇鍵。電源部分選用可通過USB 接口充電的蓄電池（5 V~500 mA）， 電池容量最小為600 mA/h, 全功能模式供電24 h,休眠模式供電240 h.數(shù)字顯示終端的軟件部分是由μCOS-II 實現(xiàn)。

　　2.1 數(shù)字顯示終端的硬件實現(xiàn)

　　數(shù)字顯示終端（見圖2） 由6 部分組成， 其中主要是無線模塊和數(shù)據(jù)傳輸接口的實現(xiàn)。

　　1） 無線模塊的實現(xiàn)。無線模塊是基于ZiGBee技術(shù)的， 該技術(shù)是一種在900 MHz 及2.4 GHz 頻段， 近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。它由ZICM2410P0-1 芯片和外圍電路組成（包括上電復(fù)位電路和工作指示電路）。

　　ZICM2410 芯片包括多個通用I/O 引腳、定時器、UART 和SPI 等， 而且還有硬件語音編解碼器，獨有的IIS/SPI/UART 音頻輸入輸出接口， 擴展出500 KB/s 或1 MB/s 的無線傳輸速率， 通過PCB 走線構(gòu)成天線， 103 dB 的射頻鏈路預(yù)算， 1.5 V 時RX靈敏度為-97 dB/m, 1.5 V 時射頻TX 功率為+6 dB/m.在外圍電路的設(shè)計中， 通過ZICM2410 的UART與LPC1758 處理器連接， 為了保證程序的穩(wěn)定性和射頻性能， 采用了復(fù)位芯片CAT809E, 無線模塊采用F 型天線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 支持全向輻射模式。為了保證天線的性能發(fā)揮， 數(shù)字顯示終端的主板上要有足夠多的接地面， 并且不要在模塊的天線下方布線，確保PCB 走線和其他元件遠(yuǎn)離天線。

　　2） 數(shù)據(jù)傳輸接口的實現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸接口的電路主要是由處理器芯片LPC1758 和USB 收發(fā)器芯片ISP1302 組成， 接口插頭選用Mini-A 插頭。處理器LPC1758 集成了USB2.0 功能， 支持OT 模式， 數(shù)據(jù)傳輸接口電路。

　　LPC1758在設(shè)計USB OTG接口電路， 需要外接1個USB收發(fā)器ISP1302,LPC1758和ISP1302通過I2C總線連接通信，LPC1758內(nèi)部的收發(fā)器負(fù)責(zé)控制USB信號切換， 而ISP1302 負(fù)責(zé)實現(xiàn)OTG 功能。此時，LPC1758內(nèi)部的收發(fā)器在VP/VM模式下工作。

　　3） 其他部分的硬件實現(xiàn)。數(shù)字顯示終端其他部分還包括顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源部分和用戶導(dǎo)航鍵。DMT32240T035_01WN 顯示模塊集成的功能非常齊全， 它通過RS232 直接和處理器LPC1758 連接， 但在電源的處理上要確保最終接到顯示模塊上的電壓不低于5 V.數(shù)據(jù)存儲模塊選用KFW4G16Q2M-DEB6 NAND FLASH.用戶導(dǎo)航鍵采用普通薄膜式按鍵。電源部分選型比較重要， 作為數(shù)字顯示終端的能量來源， 不僅要滿足顯示模塊的電壓5~6 V, 電流不低于130 mA, 而且能接受USB接口充電， 電池容量不低于600 mA/h.

　　2.2 數(shù)字顯示終端的軟件實現(xiàn)

　　數(shù)字顯示終端的操作系統(tǒng)選用μCOS-II 實時操作系統(tǒng)。它是一種簡單高效、源代碼公開的實時嵌入式操作系統(tǒng)， 具有良好的擴展性和可移植性， 被廣泛應(yīng)用到各種嵌入式處理器上。

　　μC/OSII 的核心源代碼不用修改， 移植中需要修改的是涉及處理器的OS_CPU_C.C, OS_CPU_A.

　　ASM, OS_CPU.H 三個文件。

　　1） OS_CPU.H 文件包含μC/OSII 所需要的常量、宏和自定義類型等。

　　OS_CPU.H 定義的數(shù)據(jù)類型。在這次移植中μC/OSII 重新定義了數(shù)據(jù)類型。

　　typedef unsigned char BOOLEAN;

　　typedef unsigned char INT8U;

　　typedef signed char INT8S;

　　typedef unsigned short INT16U;

　　typedef signed short INT16S;

　　typedef unsigned int INT32U;

　　typedef signed int INT32S;

　　typedef float FP32;

　　typedef double FP64;

　　typedef unsigned int OS_STK;

　　typedef unsigned int OS_CPU_SR.

　　不同處理器的堆棧增長方向是不一樣的，LPC1758 的堆棧是從高地址往低地址增長的，OS_STK_GROWTH設(shè)為1, 程序為：

　　#define OS_STK_GROWTH 1.

　　2） OS_CPU_C.C文件。在OS_CPU_C.C定義的C函數(shù)中，OSTaskStkInit（）函數(shù)與處理器相關(guān)，所以移植代碼需要修改該函數(shù)。其程序為（初始化任務(wù)時調(diào)用此函數(shù)初始化任務(wù)使用的堆棧）。

　　OS_STK * OSTaskStkInit （void （*task） （void

　　*p_arg），void *p_arg,OS_STK *ptos,INT16U opt）

　　{

　　OS_STK *stk;

　?。╲oid） opt; //防止編譯警告

　　stk=ptos; //裝載棧頂指針， 即堆棧數(shù)組最后的地址模擬中斷發(fā)生的堆棧情況

　　*（stk）=（INT32U）0x01000000L; //xPSR

　　*（stk）=（INT32U）task; //PC, 任務(wù)入口

　　*（stk）=（INT32U）0xFFFFFFFEL; //R14（LR）

　　*（stk）=（INT32U）0x12121212L; //R12

　　*（stk）=（INT32U）0x03030303L; //R3

　　*（stk）=（INT32U）0x02020202L; //R2

　　*（stk）=（INT32U）0x01010101L; //R1

　　* （stk） =（INT32U）p_arg; //R0, 輸入?yún)?shù)p_arg 模擬任務(wù)進(jìn)程， 保存其他寄存器到堆棧

　　*（stk）=（INT32U）0x11111111L; //R11

　　*（stk）=（INT32U）0x10101010L; //R10

　　*（stk）=（INT32U）0x09090909L; //R9

　　*（stk）=（INT32U）0x08080808L; //R8

　　*（stk）=（INT32U）0x07070707L; //R7

　　*（stk）=（INT32U）0x06060606L; //R6

　　*（stk）=（INT32U）0x05050505L; //R5

　　*（stk）=（INT32U）0x04040404L; /R4

　　return（stk）；

　　}